मिशिगन विश्वविद्यालय की विशेषज्ञता के साथ लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी के नेतृत्व में एक अध्ययन के मुताबिक, जब इलेक्ट्रिक विमान कम चार्ज के साथ उतरते हैं तो बैटरी घटक नवाचार बिजली वितरण को उच्च रखने में मदद कर सकता है।

यह शोध यू-एम में एयरोस्पेस इंजीनियरिंग के प्रोफेसर और नए काम के सह-लेखक वेंकट विश्वनाथन के नेतृत्व में 2018 में किए गए एक अध्ययन में पहचानी गई समस्या का समाधान प्रदान करता है।प्रकाशितमेंजौल.

विश्वनाथन ने कहा, "टेकऑफ़ और लैंडिंग दोनों के लिए उच्च शक्ति की आवश्यकता होती है, और लैंडिंग अधिक चुनौतीपूर्ण होती है क्योंकि आप पूरी तरह चार्ज नहीं होते हैं।""उच्च शक्ति प्राप्त करने के लिए आपको सभी प्रतिरोधों को नीचे लाना होगा। कुछ भी जो उस शक्ति प्रदान करने की क्षमता को प्रभावित करता है।"

टीम ने इस बात पर जोर दिया कि यह ईवी बैटरियों की जरूरतों से अलग है, जिन्हें मुख्य रूप से अपनी रेंज बनाए रखने की जरूरत है।

बर्कले लैब के मॉलिक्यूलर फाउंड्री के पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता और अध्ययन के प्रमुख लेखक यंगमिन को ने कहा, "इलेक्ट्रिक वाहन में, आप समय के साथ क्षमता में कमी पर ध्यान केंद्रित करते हैं।""लेकिन विमान के लिए, शक्ति कम होना महत्वपूर्ण है - लगातार हासिल करने की क्षमताउच्च शक्तिटेकऑफ़ और लैंडिंग के लिए।"

क्षमता फीकी और पावर फीकी दोनों आम तौर पर तब होती हैं जब लिथियम आयन इलेक्ट्रोड के अंदर और बाहर आसानी से नहीं जा पाते हैं।जबकि क्षमता फीकी पड़ने की कुंजी लिथियम आयनों की मात्रा है जो इलेक्ट्रोड के बीच घूम सकते हैं, बिजली फीकी पड़ने का मुख्य कारक गति है।समस्या यह है कि इलेक्ट्रोडों पर संक्षारण जमा हो जाता है, जिससे वह जगह घेर लेती है जहां लिथियम आयन रखे जा सकते थे और लिथियम के लिए उपलब्ध स्थानों तक पहुंचना कठिन हो जाता है।

अध्ययन के संबंधित लेखक और बर्कले लैब के आणविक फाउंड्री के एक वरिष्ठ स्टाफ वैज्ञानिक ब्रेट हेल्म्स के नेतृत्व में, टीम ने जीव विज्ञान से उधार लिए गए दृष्टिकोण का उपयोग करके इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट के बीच बातचीत का पता लगाया।जीवन के अध्ययन में, आमतौर पर "ओमिक्स" नामक क्षेत्र कोशिकाओं के घटकों में सुराग ढूंढता है - कौन से जीन पढ़े जा रहे हैं, कौन से प्रोटीन बनाए जा रहे हैं, इत्यादि।

इस मामले में, टीम ने अलग-अलग स्थानों पर इलेक्ट्रोलाइट के भीतर होने वाले सूक्ष्म परिवर्तनों को देखते हुए, अलग-अलग इलेक्ट्रोलाइट रसायन विज्ञान की कोशिश की।बैटरीचार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान.पहले के शोध में आमतौर पर बैटरी के नकारात्मक पक्ष में उत्पन्न होने वाली समस्याओं के लिए बिजली की कमी को जिम्मेदार ठहराया गया है, क्योंकि लिथियम धातु बहुत प्रतिक्रियाशील है।

हालाँकि, टीम ने देखा कि इस मामले में सकारात्मक पक्ष - निकेल-मैंगनीज-कोबाल्ट ऑक्साइड के पास हानिकारक अणु बन रहे थे।उन अणुओं के साथ प्रतिक्रिया करने से सकारात्मक इलेक्ट्रोड के कण समय के साथ टूटने और संक्षारित होने लगे, जिससे लिथियम की गति बाधित हो गई और कम हो गईबिजली वितरण.

"यह एक गैर-स्पष्ट परिणाम था," को ने कहा।"हमने पाया कि इलेक्ट्रोलाइट में नमक मिलाने से आम तौर पर प्रतिक्रियाशील प्रजातियों की प्रतिक्रियाशीलता कम हो सकती है, जिससे एक स्थिर, संक्षारण प्रतिरोधी कोटिंग बनती है।"

कंपनी 24एम (कैम्ब्रिज, एमए) ने फिर इस रसायन विज्ञान के साथ एक परीक्षण सेल बनाया और इसे एंड बैटरी एयरो (पालो ऑल्टो, सीए) को भेजा - एक स्टार्टअप जिसे विश्वनाथन ने अपने पूर्व पीएचडी के साथ सह-स्थापित किया था।छात्र शशांक श्रीपाद, इस अध्ययन के सह-लेखक और 2018 से हैं।

श्रीपाद ने टेकऑफ़, उड़ान और लैंडिंग के यथार्थवादी अनुक्रम में सेल से बार-बार बिजली खींचकर परीक्षण किया, जैसे कि सेल एक इलेक्ट्रिक विमान को शक्ति देने वाले पूर्ण बैटरी मॉड्यूल का हिस्सा था।पारंपरिक बैटरियों की तुलना में, नई सेल ने विद्युत उड़ान के लिए आवश्यक शक्ति-से-ऊर्जा अनुपात को चार गुना अधिक समय तक बनाए रखा।

हेल्म्स ने कहा, "विमानन सहित भारी परिवहन क्षेत्रों को विद्युतीकरण के मामले में कम महत्व दिया गया है।""हमारा काम जो संभव है उसे फिर से परिभाषित करता है, बैटरी प्रौद्योगिकी की सीमाओं को आगे बढ़ाते हुए गहन डीकार्बोनाइजेशन को सक्षम करता है।"

इसके बाद, 24M एक पूरी बैटरी बनाएगा जिसे बैटरी एयरो एक प्रोपेलर स्टैंड पर परीक्षण करेगा, प्रोपेलर को उड़ान अनुक्रम के माध्यम से बार-बार चलाएगा।फिर, अगले साल, टीम उन बैटरियों के साथ एक इलेक्ट्रिक उड़ान परीक्षण करने का प्रयास करने का इरादा रखती है।

टीम - जिसमें कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के वैज्ञानिक शामिल हैं - ने बैटरी अनुसंधान में ओमिक्स के उपयोग का विस्तार करने, वर्तमान और उभरते उपयोग के लिए बैटरी के प्रदर्शन को समझने और तैयार करने के लिए विभिन्न इलेक्ट्रोलाइट घटकों की बातचीत की खोज करने की भी योजना बनाई है।परिवहन और ग्रिड में मामले।

विश्वनाथन और श्रीपाद की एंड बैटरी एयरो में वित्तीय रुचि है।